|
4#
發(fā)表于 2007-10-23 21:01:54
|
只看該作者
自1880年英國率先生產(chǎn)軸承至今,世界軸承工業(yè)已經(jīng)走過了漫長的122年的歷程。隨著人類文明的不斷進(jìn)化和科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展,世界軸承工業(yè)從弱小起步,艱難創(chuàng)業(yè),激烈競爭,曲折發(fā)展,由昔日少數(shù)幾家小廠發(fā)展到現(xiàn)今遍布全球、年銷量額達(dá)300億美元的規(guī)模,取得了驚人的成就?梢院敛焕⑸卣f,世界軸承工業(yè)在不斷自我完善和壯大中,為世界的工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展以及為人類生產(chǎn)的改善和提高都做出了巨大的貢獻(xiàn)。
% U1 M' A; j6 n, M2 @2 i: Y( p/ ]3 z2 j
在人類邁進(jìn)二十一世紀(jì)的激動人心的時刻,回顧世界軸承工業(yè)的形成、發(fā)展以及對未來的預(yù)測,對于振興軸承工業(yè)、推動世界經(jīng)濟建設(shè)和科技的發(fā)展都具有重大的意義。
8 ~1 j6 G1 t+ }4 k* P W2 m( z3 |) ^" v( X8 [" f) u
一、國外軸承工業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀 2 f# p1 R% `( ?0 d6 t* p
4 u8 P; T0 D1 ]3 F- q( z0 R& @ (一)國外軸承工業(yè)在國民經(jīng)濟中的地位和作用
# N- j- ^/ Y+ ]2 j! z0 a 軸承(西方人寫作“Bearing”,日本人稱“軸受”)是當(dāng)代機械設(shè)備中一種舉足輕重的零部件,它的主要功能是支承旋轉(zhuǎn)軸或其它運動體,引導(dǎo)轉(zhuǎn)動或移動運動并承受由軸或軸上零件傳遞而來的載荷。按運動元件摩擦性質(zhì)的不同,軸承可分為滾動軸承和滑動軸承兩類。本文主要闡述與滾軸承有關(guān)的內(nèi)容,并約定簡稱為“軸承”。
B/ \8 O9 p) w 滾動軸承是采用滾動摩擦原理工作的支承件,具有摩擦力小、易于啟動、升速迅速、結(jié)構(gòu)緊湊、“三化”(標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化)水平高、適應(yīng)現(xiàn)代各種機械要求的工作性能和使用壽命以及維護保養(yǎng)簡便等特點。它廣泛應(yīng)用于工業(yè)(機床、礦山、冶金、石化、輕紡、電機、醫(yī)療、工程等機械和各類儀器、儀表上)、農(nóng)業(yè)(拖拉機等農(nóng)業(yè)機械)、交通運輸(鐵路機車、汽車、摩托車、船舶、飛機等)、國防(艦船、坦克、導(dǎo)彈等)、航空航天(衛(wèi)星、火箭、宇宙飛船等)、家用電器(電風(fēng)扇、洗衣機、吸塵器、錄像機等)、辦公機械(復(fù)印機、電腦硬盤驅(qū)動器等)和高科技(原子能、核反應(yīng)堆等)等領(lǐng)域,與國計民生息息相關(guān)。全世界大約有80%的軸承應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)機械、汽車、火車、飛機等運輸設(shè)備中。各類主機的工作精度、性能、壽命、可靠性和各項經(jīng)濟指標(biāo),都與軸承有著密切的關(guān)系;尤其是學(xué)技術(shù)的發(fā)展,各類主機對軸承提出了很多特殊的要求,這些要求反過來又促進(jìn)了軸承工業(yè)的發(fā)展,研制和生產(chǎn)出許多特殊種類的軸承。軸承在國民經(jīng)濟發(fā)展和國防建設(shè)中正起著越來越突出的作用,因此可以毫不夸張地說:軸承技術(shù)代表著世界整個工業(yè)的發(fā)展水平。
- B9 q4 p# t' i0 d 。ǘ┛傮w情況
; A: j) A: y1 }3 ^* C0 B, \7 [ 軸承有多種結(jié)構(gòu)類型,可以采用各種方法分類。但通常按軸承中滾動體種類的不同,將其分為球軸承和滾子軸承,并按軸承所能承受載荷的主要作用方向分為向心軸承和推力軸承。此外,還有適用于移動運動(直線運動或曲線運動)的軸承和支承,見表1-1。 4 ], O+ J9 _: l% s
表1-1 滾軸承的詳細(xì)分類
d' w+ U8 o+ h ---------------------------------------------
4 ^# Z; Y$ q( S, Q" D/ M 用 深溝球軸承
+ |9 b( G: o9 a! `0 ~; v) N& B, X 于 向心球軸承 角接觸球軸承
2 b/ h- C* m9 c3 T: q0 T) x. i" @ 轉(zhuǎn) 球 調(diào)心球軸承
$ W1 C2 A; F. a* M) n% V6 j 動 軸 --------------------------------------, g9 s2 t( Y5 T$ ]$ F1 O' F% M
運 承
; b7 ~5 j [. c- {! `" h 動 推力球軸承 推力球軸承
5 ?5 s5 m" R4 t6 ~6 \4 E! K" Y 的 推力角接觸球軸承
1 D# Z' o# O* f! O# _! [' W 軸
7 Z, l8 i& P1 I 承 / Q/ l8 v, Q+ O, N. m
--------------------------------------------- 2 B( q8 z: {/ W
圓柱滾子軸承
. z4 L7 A) u0 e4 T$ {! H+ O5 o 向心滾子軸承 調(diào)心滾子軸承
6 j+ V; g0 ]6 Z* j 滾 滾 滾針軸承
N$ ?3 B& N3 ] 動 子 圓錐滾子軸承
4 C. Z, m( U5 z' h 軸 軸 --------------------------------------
; O+ H" ^% A" F! b 承 承 推力圓錐滾子軸承
6 L' C* e: w6 `, o 推力滾子軸承 推力滾針軸承 2 m$ l0 I3 r+ F2 T( {
推力圓柱滾子軸承
1 ]7 t1 }5 c, P& x$ E 推力調(diào)心滾子軸承
5 S4 e( V5 z5 r, s7 \' @% H ---------------------------------------------
' p- }4 {7 k# P% f: q 組合軸承 5 e- u1 \) _5 U1 [4 ?
---------------------------------------------, K1 W. U7 W) \8 Q
用 % j- w3 |) F( A) X4 y
于 直線運動軸承 球軸承
/ a9 P1 v6 R% d5 C$ G* o 移 滾子軸承
: ~ S4 E' G! w% W$ ] 動
' k1 n. Q, d. t4 z( G+ m& {% l 運 ------------------------------------------, N, ^' d0 w$ S7 [: b. v4 o3 V) F& j. N4 Y
動
9 c; }$ f2 b3 O 的 曲線運動軸承 滾針軸承 5 z& }4 f& c! ~7 G8 G
軸 滾輪軸承 * e" o5 P) H( J) O! k; q6 q) F& v9 l
承
6 j& m8 A2 s7 ]7 j2 K7 L9 Q ---------------------------------------------: J0 [. |* v" F8 {/ Z# ^$ x: F
各類軸承所占比重在不同的國家中有所不同。如日本1994年共生產(chǎn)各類軸承26.6萬套,5440億日元,其中球軸承17.5億套,占65.8%;滾子軸承8.9億套,占33.5%;其它軸承僅0.2億套,占0.7%。總體情況顯示,球軸承是世界軸承工業(yè)的主導(dǎo)產(chǎn)品之一。 & f( o3 f- g5 \* t. v9 J
1、主要技術(shù)與經(jīng)濟指標(biāo) : q3 p9 @7 C; `3 u! l0 A6 j& J
盡管軸承只作為各種主機支承元件,但由于品種繁多、加工精密、尺寸范圍大,所以軸承工業(yè)是機械工業(yè)中一種特殊的獨立產(chǎn)業(yè),并已形成了完整的工業(yè)體系。到目前為止,全世界已生產(chǎn)軸承品種5萬種以上,規(guī)格多達(dá)15萬種以上。最小的軸承內(nèi)徑已小到0.15~1.0mm,重量為0.003g,最大的軸承外徑達(dá)40m,重340t。1997年世界軸承總產(chǎn)量超過100億套,總銷售額約300億美元,其中北美、日本、西歐占世界軸承產(chǎn)量的78%,美國、日本、德國已形成世界三大軸承市場。一些世界著名的軸承公司,如瑞典的SKF公司、德國的FAG公司、日本的NSK公司、美國的TORRINGTON公司等,在世界500家大公司中均榜上有名。(據(jù)美國《幸福》雜志1994年報道,在世界500家大企業(yè)中,SKF排387位、NSK排404位、TORRINGTON公司的母公司英格索爾·蘭德公司排在369位)。, r* {( T7 F. A4 W/ F5 \4 @
! Y8 Z+ I/ C- D3 W( Y4 k
2、產(chǎn)品及相關(guān)技術(shù)水平 ; G# N! k3 Q: Z6 {5 ?
軸承的整體技術(shù)水平,在近30年來取得了令人矚目的進(jìn)步。高精度、高轉(zhuǎn)速、高可靠性、長壽命、免維護保養(yǎng)以及標(biāo)準(zhǔn)化、單元化、通用化已成為軸承的基本技術(shù)標(biāo)志。特別在軸承基礎(chǔ)技術(shù)進(jìn)步、通用產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)改進(jìn)、專用軸承單元化和陶瓷軸承的開發(fā)等方面成效最為顯著。 . x! I' H8 Q7 Z3 G" g* r# e
。1)基礎(chǔ)理論 8 } o7 |+ E [% v: M
軸承基礎(chǔ)理論主要指壽命理論、額定靜載荷和極限轉(zhuǎn)速等有關(guān)的理論。
( L6 W; i4 V% U; _* {" {# v 百余年來軸承壽命理論的研究經(jīng)歷了四個階段:第一階段是1945年以前的Stribeek的載荷分布理論,第二階段是1945~1960年間Lundberg和Palmgren軸承疲勞失效理論,第三階段是1960~1980年間的壽命修正理論,第四階段是1980~1998年間以Loannides和Harris為代表的新壽命理論。1962年,國際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO將經(jīng)典的L-P公式作為軸承額定動載荷與壽命計算方法標(biāo)準(zhǔn)列入ISO/R281中。近年來,由于材料技術(shù)、加工技術(shù)、潤滑技術(shù)的進(jìn)步和使用條件的精確化,使軸承壽命有較大提高,ISO適時地給出了含有可靠性、材料、運轉(zhuǎn)條件和性能等修正系數(shù)的壽命計算公式。八十年代以來Harris等學(xué)者在大量試驗的基礎(chǔ)上提出接觸疲勞極限的新理論,將壽命理論又向前推進(jìn)了一步,使軸承壽命計算方法不斷完善。 ! ~8 W" G# A/ y% a/ v9 f: r
允許軸承發(fā)生相當(dāng)于萬分之一滾動體直徑的永久變形,一直是ISO額定靜載荷標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)。最新的額定靜載荷理論的貢獻(xiàn)是給出了對應(yīng)于這個永久變形的各類軸承的最大滾動體接觸應(yīng)力。 5 c+ O5 h; U q; ~3 V, `( k3 x9 I
軸承極限轉(zhuǎn)速研究也取得了新進(jìn)展。當(dāng)前世界上較有影響的軸承公司如瑞典的SKF、德國INA、FAG、日本NTN等公司對極限轉(zhuǎn)速的定義、限定范圍與使用條件都作出了較科學(xué)的規(guī)定,使極限轉(zhuǎn)速的研究更加深入。 ( X, H2 Z5 y6 S) a- v) G3 B
。2)設(shè)計理論
5 ?) \ Y! g: S 傳統(tǒng)的軸承設(shè)計以其應(yīng)用的理論和方法而言,多采用靜力學(xué)和擬靜力學(xué)設(shè)計方法。近五十年來,軸承設(shè)計理論有很大發(fā)展,先后提出和應(yīng)用了有限差分法、有限元法、動力學(xué)及擬動力學(xué)、彈性流體動力潤滑理論,有力地促進(jìn)了軸承產(chǎn)品設(shè)計和應(yīng)用技術(shù)的研究與發(fā)展。與此相適應(yīng),電子計算機輔助設(shè)計(CAD)已在各國軸承設(shè)計計算中廣泛應(yīng)用,從而把軸承設(shè)計計算推向了一個新階段。 ) |* V/ x; j! I
。3)通用軸承的結(jié)構(gòu)改進(jìn)
% p, e6 c! B3 W; I" W 量大面廣的通用軸承產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)一直圍繞著提高軸承載荷、延長使用壽命、增加強度與剛性、減少摩擦磨損、降低噪聲、減小體積、減輕重量、采用新材料及免除維護保養(yǎng)作為不懈努力的目標(biāo)。經(jīng)過近三十年的努力,國外通用軸承已全部實現(xiàn)了更新?lián)Q代,形成了新一代的加強型產(chǎn)品。通用軸承內(nèi)部結(jié)構(gòu)的改進(jìn),主要通過減小套圈壁厚、加大滾動體直徑與長度、采用對數(shù)母線凸度滾子、改變保持架結(jié)構(gòu)與參數(shù)、改變引導(dǎo)方式、增充軸承內(nèi)密封及改善檔邊接觸來實現(xiàn)。
0 Q- B) Q2 R9 U (4)軸承產(chǎn)品技術(shù)
# v6 b+ E3 V% @ 國外軸承產(chǎn)品的發(fā)展當(dāng)今具有五個顯著的特征:
0 E4 ^; }0 h8 H+ I0 p+ d/ L A、堅持產(chǎn)品的“三化”方向,以最少的品種滿足不同產(chǎn)業(yè)的多樣化需求,并有利于產(chǎn)品規(guī);a(chǎn)。
- m1 @) L2 x& C2 i4 G B、產(chǎn)品向輕量化、功能組件化、單元化、智能化發(fā)展,以滿足主機產(chǎn)品更新?lián)Q代要求。
f" s1 U, N% Z C、產(chǎn)品向高速度、高精度、高可靠性、低摩擦、低振動、低噪聲發(fā)展。 / _ t' X: y/ o4 ]
D、采用和發(fā)展了計算機輔助設(shè)計(CAD)、計算機輔助制造(CAM)以及計算機集成制造系統(tǒng)/信息管理系統(tǒng)(CIMS/IMS)技術(shù)。 # f4 X4 f" ~) g0 z# f! V$ ^
E、在軸承產(chǎn)品上采用現(xiàn)代高新技術(shù),如新鋼種、新型工程陶瓷材料、表面改性技術(shù)及新的設(shè)計理論等,以發(fā)展軸承可靠性技術(shù)。 ( I, z# ?% m1 E2 @( s3 Z, H0 j
上述五個特征具體表現(xiàn)在如下幾個方面:
. A& {/ F7 ]" w7 I4 ]# D6 |2 O. ? 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn):國際標(biāo)準(zhǔn)化組織滾動軸承第四委員會(ISO/TC4)現(xiàn)頒布正式軸承標(biāo)準(zhǔn)44項、技術(shù)報告3項,世界各國都等同、等效采用國際標(biāo)準(zhǔn),確保軸承“三化”水平。 9 {* S* I8 N, w. M* C
軸承精度:國外在八十年代就提出了“集中裝配設(shè)計”的概念,即通過軸承在設(shè)計和工藝階段的相關(guān)公差設(shè)計,使之控制在一定的公差范圍內(nèi),經(jīng)過最少組別的選配,就可實現(xiàn)批量化集中裝配,裝配后的軸承游隙,裝配高等均完全符合標(biāo)準(zhǔn)要求。經(jīng)檢測發(fā)現(xiàn)國外名牌產(chǎn)品的尺寸精度一致性較好,基本集中在公差帶的某一范圍內(nèi),且離散度較小。如國外精密機床主軸軸承的軸、徑向跳動在0.5μm以下;薄板軋機工作輥軸承可保證思輥徑向擺動量在板厚的3%以下;日本NMB公司研制成功的硬磁盤驅(qū)動器高精度小型整體球軸承的重復(fù)精度在0.1μm以下。 |
|